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〔关键词〕:地下水、污染、污染源、污染途径、预防措施、治理措施
中图分类号:TU991文献标识码: A 文章编号:
全广西地下水资源的分布和使用状况
广西地下水淡水天然水资源补给量为755亿立方米/年,可开采量为273亿立方米/年。北海市城市供水水源以地下水为主,南宁市、柳州市、桂林市、玉林市、河池市、百色市等城市也以地下水作为辅助供水水源地,大部分农村人畜饮用水水源以地下水为主。根据广西地质环境监测总站的2007年《广西壮族自治区地下水水情通报》,分别对南宁市、柳州市、桂林市、北海市、玉林市、河池市、黎塘镇等测区进行地下水开采量调查,地下水总开采量为1.967亿方/年,其中孔隙水0.6583亿方/年,占地下水总开采量的34%,岩溶水1.283亿方/年,占地下水总开采量的65%,裂隙水0.0261亿方/年,占地下水总开采量的1.0%,由此可见,广西地下水开采主要是岩溶水开采,其次是孔隙水,裂隙水极少,年地下水开采量约为可开采量的0.72%。
地下水主要污染源污染途径
向水体排放或释放污染物的来源和场所都称为水体污染源。从行业类型来看,目前我国地下水污染源普遍存在的有工业污染、农业污染、生活污染和自然污染。
(一)、工业污染
工业污染源主要是指工业“三废”(废水、废气、废渣)。改革开放以来,我国的工业建设突飞猛进,建设了一大批工业,工业也成为了带动中国经济发展的重要力量。但是,部分工业因废水、废气、废渣没经过严格处理就直接排放,导致地下水受到污染。
(二)、农业污染
农业污农业污染源主要包括剩余农药、化肥以及不合理的污水灌溉。中国农业面源污染日趋严重,据有关部门统计,中国有机氯农药年施用量为862300t,有机磷农药242600t,平均施用强度10.8kg/hm²。灌水与降水等淋溶作用造成地下水大面积农药与化肥污染。另外,中国有污水灌溉农田近1330000hm²,农灌污水大部分未经处理,约有70%~80% 的污水不符合农灌水质要求。每年由于污水灌溉渗漏的大量污水,直接造成污染地下水,使污灌区75%左右的地下水遭受污染 。
(三)、生活污染
生活污染源主要是生活垃圾和生活污水。一方面,目前生活垃圾主要采取填埋的方式,随着日晒雨淋及地表径流的冲刷,其溶出物会慢慢渗入地下,污染地下水;另一方面,生活污水不能有效处置后排放,特别是广大农村地区,生活污水有的直接排入附近水体,有的通过化粪池直接渗漏,对地表水和地下水均产生影响。
(四)、自然污染源
在有些地区,由于特殊的自然环境与地质环境,地下水天然背景不良,有毒有害成分超标。根据中国地质环境监测院调查统计,中国部分地区分布有高砷水、高氟水、低碘水等。由于地下水部分含水层会起补给作用,甚至有些会流出地表,汇入地表江河,这些都会造成其他水体的污染。
地下水污染带来的危害
地下水污染不仅会导致传染性疾病等社会公害的发生,还会因其失去水资源的经济和生态价值而加剧水资源的短缺和紧张的局面。严重制约经济和社会的可持续发展。
(一)、危害人体健康
地下水的污染,直接影响饮用水源的水质。当饮用水源受到合成有机物的污染时,会导致腹水、腹泻、肠道线虫、肝炎、胃癌等很多疾病的发生。特别是人们饮用受硝酸盐污染过的地下水后会导致癌症,还可能引起高铁血红蛋白症,导致患者死亡。疾病会给广大人民的身心受到很大的损害,同时也增加了巨额医疗费用。地下水污染严重区有可能导致雌激素增加,影响人类的繁殖能力,造成自然流产或先天疾病。
(二)、降低农作物的产量和质量
很多地区的农民有喜欢用污水浇灌农作物的习惯,以为污水相当于粪池里的水,适合农作物需要的营养成分。其实不然,当农作物吸收污水废水和化肥肥料中过量的氮素时,这些有害的氮素会降低农作物受机械损伤的抵抗力,降低农作物的质量,减少香力和冬季的耐藏力,还能降低某些农作物的养分。
(三)、加速生态环境的退化和破坏
地下水受污染造成水质恶化对生态环境的影响是巨大的。污染物排入水体后,对鱼类和生物生长造成危害,甚至造成某些生物的灭绝。由于水生物的减少或灭绝,破坏了水的生态平衡,加剧了水生态环境的恶化。
(四)、造成经济损失
地下水污染对人体健康、农业生产、生态环境的负面影响,都表现为经济损失。中国环境科学研究院曾对我国118个大中城市地下水的监测资料进行过分析,因水污染给我国水资源每年造成的经济损失约377亿元,其中地下水污染每年造成的经济损失占二分之一左右。可见,地下水污染带来的经济损失是巨大的。
地下水的污染的防治措施
综所上述,地下水污染给人类带来的危害是巨大的,使我们不得不重视地下水污染的预防措施和治理措施,只有做好防治措施,我们才能保证地下水源的质和量。地下水防治措施应采用多种手段,进行系统分析的方法,全面控制水污染。
(一)、预防措施
1、加大宣传力度,提高公众的环境意识
国家制定了一系列有关水污染防治的法律、法规,如《水污染防治法》、《中华人民共和国水法》、《中华人民共和国环境保护法》可通过广播、电视、报纸等信息媒体及培训班等不同宣传手段,提高全社会对地下水污染带来的危害的认识,增强全民环境意识。
2、统筹规划,合理开发利用地下水
加强环境地质的科学研究,尽快摸清各地区水环境容量,并以其指导规划和建设。如工业布局要综合考虑水环境承载能力,在水环境容量超负荷地区,要严格控制高耗能、重污染工业的发展,对县属中小型企业及乡镇企业要严格管理,不能只考虑地方经济利益而弃环保利益于不顾。建立排污许可证制度,新、扩建企业必须执行“三同时”,使环保与建设同步或超前进行,对污染严重又不能治理的企业应限期转产或搬迁。
3、建立和完善水质监测站网,加强水质监测,发现问题及时解决
逐步建立和完善水质监测站网体系,对重点污染地区进行重点监测,系统掌握城市地表水、地下水水质的污染发展变化及动态特征,为保护水环境提供科学依据。当发现地下水水质指标有明显变化或不达标时应立即从源头上查明原因,采取相应的控制措施或治理措施,使地下水水受污染得到及时控制和治理。
4、完善现有的法律法规体系
我国现行的《水法》、《水污染防治法》、《水土保持法》、《城市地下水开发利用保护规定》、《城市供水条例》等都对地下水资源的保护作了规定,但是一般重点都放在地下水的水量保护,而对地下水的水质涉及不多,也没详细的规定。因此,建议出台地下水水质保护的有关法律法规,特别重点加强对有关单位和个人的处罚。同时,由于各地区水文情况存在的差异,不可能按同一方法、同一标准来保护地下水水质,所以各地区应根据当地的实际情况因地制宜制定出本地区地下水资源的保护标准。
(二)、治理措施
首先应查清现状,了解当地的污染源渗漏污染基本情况,分析各种污染物的具体来源(工业、农业、交通、建筑、垃圾掩埋等),要认真、负责地查清和分析污染源,不管涉及到什么企业和什么人都依法办事,淘汰排放不达标的企业和追究排放不达标污物的个人法律责任,不涉及违法的对其进行法律知识教育,停止污染物的排放,只有这样才能从根本上解决污染源来源的问题。另外,对已造成污染的水域实行分类、分批综合治理。
1、工业体系
在工业体系中对污染源排放实行总量控制。加强污染物流失总量的管理,以污染物流失总量为管理指标,把环境要求变成指标,对于工业“三废”采用先进技术,改进生产工艺,采取无污染或少污染的新工艺,应用闭路循环模式把工业“三废”的污染消化在生产过程中。建立污水处理厂处理污水,达标后方可排放到自然界中。
2、农业体系
在农业体系中使用高效的灌溉技术和科学的耕种方式,寻求科学合理的施药施肥方法,尽量少施化肥、少施农药,将传统的漫灌模式改为喷灌或滴灌模式。严禁使用渗井、渗坑排污,污水沟、渠要能防渗。对于还使用渗井、渗坑、自然渗漏的化粪池和清污河流制下水道排污的城市尽可能清除和改造,采取各种有效措施防止浅层地下水受污染。
3、其他措施
对于通过人工补给而被污染的地下水,应采取强排方法使其稀释和净化;对于某些水文地质情况特殊的地区,可通过改变地下水径流条件,加速水的交替循环,以达到改善水质的目的。同时,也可对污染的地下水采用防渗墙或防渗帷幕进行堵塞或截流,通常应穿透含水层直达隔水层。综合利用各种措施和技术进行组合,合理经济的治理地下水。另外,可通过某些非直接治理措施以达到治理的目的。如广西正在开展的城乡清洁工程及“美丽广西·清洁乡村”活动,使城乡及农村环境清洁了,可以大大减少生活污染源及农业污染源对地下水造成的污染。
五、结语
关键词:地下水污染途径危害措施
中图分类号:P641.13文献标识码:A文章编号:
0.引言
关于地下水污染的概念,目前国内外尚无明确的定义,但是随着人类社会高度发达和城市居民生活的快速发展,进入工业化社会以来,大量在工农业中使用地下水,地下水环境恶化情况加剧。对地下水污染概念的明确有重要的现实意义和理论意义。随着地下水污染问题的日益严重,引起了世界各国的高度重视。我们应该采取积极的措施,防治地下水污染,避免地下水污染和过量开采使用地下水。
1.地下水污染的途径及成因
1.1地下水污染的途径
地下水污染途径大致有5类。
1.1.1间歇入渗
大气降水或其他灌溉水使污染物随水通过非饱水带,周期性地渗入含水层,主要污染潜水。常见的污染源有地表废物堆、垃圾填埋场、尾矿库、饲养场、污灌的农田等。此类途径的污染程度与污染物的种类、污染源强度等有关。
1.1.2连续入渗
污染物随补给水不断地渗入含水层,主要污染潜水。常见的污染源包括废水坑、污水池、沉淀池、沉渣池、化粪池、排污沟、管道渗漏处等。污染物在进入地下水之前,要经过包气带,由于地层本身具有一定的过滤和吸附作用,可以在一定程度上使污染物浓度降低,因此此类途径的污染程度受包气带岩层厚度和岩性的影响较大。
1.1.3含水层之间的越流
污染物是通过越流的方式从已受污染的含水层(或天然咸水层)转移到未受污染的含水层(或天然淡水层)。污染物通过整个层间或破损的井管污染潜水和承压水。如地下水的开采改变了越流方向,使已受污染的潜水进入未受污染的承压水即属此类。
1.1.4由地表水侧向渗入
污染物通过地表水补给过程进入地下含水层,污染潜水或承压水。其特征是污染物影响范围局限于地表水周边,呈带状或环状分布。此类途径的污染程度受地表水水质、水动力条件以及距岸边的距离等因素的影响较大。
1.1.5由通道直接注入
某些情况下,在利用井、孔、坑道等将污水直接排入地下岩石裂隙中进行地下处理时,排入的污染物质超过了地层的吸附、过滤等自净能力,就会造成地下水污染,严重时可能形成大面积地下水的连片污染。
1.2 地下水污染的成因
1.2.1地下水超采导致地下水水质下降
过量开采地下水除了会造成区域性的地面沉降、造成地表塌陷、改变自然景观等地震灾害之外,还会造成沿海地区超采地下水会破坏地下淡水与海水的压力平衡,使海水内侵,造成机井报废,人畜饮水困难,土壤盐碱化,地下水质下降。
1.2.2地表污(废)水排放和农耕污染造成的硝酸盐污染
农耕污染具有量大面广的特征,未经利用的氮肥在经过地层时通过生物或化学转化成硝酸盐和亚硝酸盐,长期饮用这种污染的地下水将可能导致氰紫症、食道癌等疾病的发生。
1.2.3石油和石油化工产品的污染
随着石油的大规模勘探、开采、石油化工业的发展及其产品的广泛应用,石油及石油化工产品的泄漏对于地下水的污染已成为不可忽视的问题。在目前已发现的地下水有机污染物中,石化产品是生物难以降解、对人类健康危害较大的污染源。
1.2.4垃圾填埋场渗漏污染
许多垃圾填埋场采用的是混合填埋法,各种垃圾没有进行分类,统统堆放在一起,且大部分垃圾填埋场的防渗层都只有单层结构。垃圾填埋场长期渗漏积累造成有毒物污染地下水,很容易进入食物链系统,进而造成更大的危害。
2.地下水污染的危害
地下水污染不仅对工农业产生影响,而且对人类的身体健康产生潜在威胁。人类生活无时无刻不在利用地下水,地下水一旦遭受污染,则会对长期依赖地下水的人类造成严重影响。人类在开发利用地下水资源的同时,如果不积极加以保护,将会恶化人类赖以生存的生态环境,造成无法弥补的损失。地下水污染对人类生活及生产活动带来的影响主要概括为以下几个方面:
首先,地下水污染对工业生产的影响。地下水的硬度的变化会影响工业生产,硬度变强,便会不利于工业水的使用。地下水的污染将严重影响工业生产,对工业生产特别是工业设施的危害极大。利用地下水的硬度增加,不仅会使工业设施消耗增多,易产生次品或废品,而且需对硬水进行软化处理,大大增加企业的生产成本,不利于清洁生产工艺在现代企业的推广。
其次,地下水的污染严重对农业生产产生极大的危害。农业中大量利用受污染的地下水进行灌溉,长期的大面积的灌溉会使农田中的土壤组分变化,土壤结构产生改变,长期使用污水进行灌溉会使土壤板结严重,最终导致无法进行耕作。不仅如此,地下水污水中由于含有大量的对人体有害的矿物质,比如井水中的氯离子、硫酸盐的含量过高,不仅会对农业生产带来不利的影响,抑制农作物的生长,同时造成大量农作物的减产,而且对人体健康产生威胁。
最后,地下水污染对人体健康的影响。地下水遭受污染后,水中大量不适合人类饮用的矿物质增多,危害人体健康。
3地下水污染的防治措施
3.1 预防固体废物对地下水污染。固体废物包括工业废渣和城市垃圾,这些废物虽然通过回收和焚化可减少其排放量,但极大部分仍然堆放在地面上,在降水和融雪水的淋滤作用下,可把含有大量无机污染物的溶滤液带入地下水中。为此,一些国家要求把固体废物置于具有工程设施的排放系统中去。在这种坑中,固体废物要经过压实并分层盖土。固体废物在水的溶滤作用下,除了产生溶滤液之外,还产生有机物分解而产生的二氧化碳、甲烷、硫化氢、氢和氮等气体,因此需要在坑中设通气孔,以防止地下水位以上的土壤带中累积甲烷。
3.2 预防城市污水排放对地下水污染,实现污水资源化。从城市下水道排出的污水,对地下水污染危害最大。在工业化国家中,城市污水大部分经过一级和二级污水处理厂加工后排放,从而减少对地下水的污染。污水处理厂加工产生的固体剩余物———污泥,可作为肥料使用,但它的潜在性副作用可能对地下水产生污染。城市污水处理厂处理后的污水,某些企业可以将其作为冷却水或其他水资源统统加以利用。污水经过处理加以利用,将会有效地缓解缺水所带来的巨大压力。国内外经验表明,对废污水进行处理回收在技术上是可行的。
3.3预防工业废水、污水的漏失和排放对地下水的污染。对生产过程中漏失废液和污水较多的工厂,应建立各种防渗幕,防止污水渗入地下水中,并在地下建立排水设施。利用深井排放工业有毒污水, 在发达的工业国家已得到广泛应用。国外污水注入井都在200~4000m深度范围内,大部分深度为300~2000m,注入地层一般为砂岩、石灰岩和玄武岩,也有注入到咸水含水层的。注入井的注入压力小于7×106Pa,注入流量在 50~1400L/min 范围内。污水注入后所形成流场为一个圆丘,并向水流方向呈非对称延伸。随着注入继续,圆丘扩展范围不断扩大。因此,污水向深井排放,必须选择合适的水文地质条件,否则会带来严重后果。
3.4 预防放射性堆放对地下水污染。放射性废物包括采矿、选矿中的废渣,铀提纯过程中的固体或半固体的低放射性废物和反应堆废物。具有放射性元素的废物,要分解衰变到很低的放射性水平,需要几百年的时间。反应堆废物中含有各种放射性物质,其半衰期的范围从几秒到几十年或更长。在国外,掩埋放射性废物有几种类型。盛装放射性废料的容器,一般是用水泥和钢材等制作的。在美国有 4 种地层正在考虑作为储存放射性废物予以开放,它们是深硅酸盐层、深结晶火成岩、深页岩层、干砂区内厚的非饱和带。
3.5 预防农业活动对地下水的污染。农业活动对地下水的污染包括两个方面:一是使用肥料和杀虫剂,以及在土地上圈养家禽或储存家畜排放的粪便;二是污水灌溉。防治的方法是:除了对牲畜圈、厕所等设置防渗层外,最好是进行发酵处理,使有机氮的分解产物保持在 NH3- N状态,以防止进一步氧化。经过消化处理的大粪,可提供无害的和稳定的污泥,而它的肥料价值没有降低,同时还产生沼气可用作燃烧或照明。大粪在消化处理过程中可消减病原微生物。农业上大量使用化肥也是重要污染源。只要抑制硝化作用,把氮素固定在土壤中,就能防止氮素下降。由于硝酸氨化肥易于淋失,故应尽量使用其他化肥来代替硝酸氨化肥。使用氮肥增效剂,对硝化作用的抑制也是有效的。
4.小结
随着社会经济的不断发展城市化进程的不断加快,在城市及周边以及农业开发区,地下水的污染程度越来越重,逐步呈现由点向线、由线向面扩散的趋势。因此必须采取切实可行的有效措施对地下水污染进行管控和治理,遏制地下水污染加剧的趋势,改善地下水环境质量,以保障水资源可持续利用和经济社会可持续发展。
参考文献
关键词:地下水;开采;沉降;地裂缝;
中图分类号: TV211 文献标识码: A
地面沉降作为一种缓变型地质灾害,是世界上许多国家、尤其是位于广大平原区并以开采地下水为主要供水水源的地区共同面临的问题。苏州地区位于长江三角洲地带江苏省南部,是我国经济最发达、城市工业化程度较高的地区之一,随着工程经济活动强度和规模的不断扩大,地质灾害频繁发生,地质环境日趋恶化。其中在该地区分布最广、影响最大的地质灾害就是地面沉降。
1、城市地面沉降产生的原因
1.1抽汲地下水引起地面沉降
抽汲地下水引起的地面沉降大多发生在大量开采松散沉积物孔隙承压水的地区。其机理是:根据有效应力原理,饱和土体的自重应力由颗粒和孔隙水共同承担,由土颗粒所承担的那部分应力为有效应力。当抽水引起承压水水位下降时,含水层本身及其上下隔水层中孔隙水压力也随之降低。在总应力不变的条件下,饱和土体中孔隙压力减小必然会使土中有效应力等量增大。使土体被压密并导致地面沉降。
如图1,在外荷载作用下,土中应力被土骨架和土中的水气共同承担,但是只有通过土颗粒传递的有效应力才会使土产生变形,具有抗剪强度。
有效应力原理: σ =σ′+μ
式中:σ为平面上法向总应力, kPa;σ′为平面上有效法向应力, kPa;μ为孔隙水压力, kPa。
图1:有效应力原理图
有效应力原理表示研究平面上的总应力、有效应力与孔隙水压力三者之间的关系,当总应力保持不变时,孔隙水压力与有效应力可以相互转化,即:有效孔隙水压力减小等于有效应力的等量增加。
1.2工程降水引起局部地面沉降
在深基坑和地下构筑物的开挖过程中往往会遇到地下水位高于施工作业面的情况,为防止基坑边坡失稳,保证顺利开挖,避免水下作业,须进行基坑降(排) 水。但是,降水方案不当,会引起周围地面沉降,导致此范围内的建筑物、地下管网、道路及其它设施发生断裂、倾斜,影响其正常使用和安全。
工程降水引起的地面沉降机理有多种: 如下
1.2.1由于孔隙水从土中排出,导致有效应力增加,地层固结沉降;
1.2.2水位降低,减少了土中地下水对地上建筑物的浮托力,使软弱土、层受到压缩而沉降;
1.2.3土壤中的细小颗粒随着流动的水不断流失,在土层中形成空洞,随着抽水的不断进行,空洞扩大,最终形成塌陷沉降。
2、地面沉降的危害
2.1对建筑物的破坏和影响,建筑物地基下沉、房屋开裂破坏。
2.2形成地裂缝,它直接或间接地恶化环境。
2.3许多机井因地面沉降,井管较地面相对上升,泵房地面及墙体开裂,造成泵房破坏,严重影响抽水。
2.4由于地面沉降、水准点失准,城市工程建设所需水准资料,需从地面未沉降区水准点引测,增大了水准测量的工作量。
2.5影响建筑物抗震能力,致使地震灾害加重。
2.6由于地面沉降作用,局部改变地形地貌条件,形成地面沉降降落漏斗,降低防洪排涝工程效能,造成大面积积水,洪涝灾害加剧[1]。
3 、苏州地区地质特点与沉降现状
3.2.地质结构的影响
苏州地区基底岩性主要为石英砂岩、泥质石英砂岩、紫红色粉砂质泥岩、灰岩、白云岩、泥灰岩等。其地貌格局主要奠定于中生代末的燕山运动,褶皱和断裂作用强烈,构造错综复杂,凹陷和隆起相继形成,基底地形极其复杂。该地区地质结构变化大,第四纪沉积物成因类型复杂,发育有多个含水砂层和软土层,在地质历史时期赋存了丰富的地下水,其中埋藏于70~130 m的第Ⅱ承压含水层富水性好、水质优良、分布广泛,是苏州地区地下水主要开采层。
苏州地区基岩面起伏不平,高低落差大,松散地层的厚度与结构变化也大,地面沉降易产生不均匀性差异沉降,导致地裂缝和地面塌陷灾害发生。因此,同样由于过量开采地下水所诱发的地质灾害,在苏州地区所造成的破坏性会更大、灾害更严重。
图2是苏州地区潜水埋深的历史情况。
图2苏州地区潜水埋深随时间的变化情况
苏州市第Ⅱ承压水虽开采量不大,但在主开采层(Ⅲ上)的强烈开采影响下,Ⅱ承压水通过弱透水层或局部“天窗”越流排泄给第Ⅲ承压水层,水位逐年下降。苏州市区20世纪6O年代以前深井总数不过8眼,60年代末为47眼,70年代以后井数猛增到234眼,日开采量也由原来的数千立方米增到10×104m3以上。1980年至1982年日开采量为18×104m3,1983年起由于压缩了开采量,地下水位下降趋于和缓。目前深井数已达300多眼,中心区水位已降至-50 m高程以下。苏州市区地面沉降最早始于20世纪60年代初,70年代日趋严重,市区沉降速率40~50 mm/a,市郊20―30 mm/a。2008年市区沉降中心的最大累计沉降量超过1600 m。
3.2.固结历史的影响
从图2苏州市历年地下水开采量、中心区水位、年沉降量曲线中可以看出苏州市的地下水位从1989年至1997年一直呈下降趋势,但平均年沉降量却不同。1989年至1992年年均沉降量逐年增加,而1992年以后却逐年减缓。产生这一现象的原因可能与粘性土层的压缩有关
3.3地面沉降的时间效应
在地面沉降的发生和发展过程中,粘性土和无粘性土在时间效应上有很大差别。一般认为:当水位下降后,砂层的沉降是瞬时完成的。当水位从持续下降转入反复升降时,砂层的变形为弹性变形。粘性土则不然,由于粘性土的渗透性小,孔隙水需经一定时间才能排出,故有一定滞后效应。
4、防治措施
(1)加强管理、统一规划、避免开采中的盲目性。加强全区的地下水统一管理,制定地下水资源开采利用的长远规划,并坚决予以落实。加强宣传,增强防灾意识:不断提高全民的防灾减灾意识,依法严格管理地下水资源,要合理开发利用地下水资源。
(2)控制地下水开采量,逐步调整供水水源结构。限制或减少地下水开采量:可以以地表水代替地下水资源;以人工制冷设备代替地下水资源;实行一水多用,充分综合利用地下水资源。
(3)实行建设项目地质灾害危险性评估制度。在城镇建设规划过程中,对于大规模城市建设活动,一方面应考虑建筑荷载增加所产生的新的附加沉降,另一方面应考虑地面潜在沉降量因素。
(4)工程降水
在工程降水前,首先要查明场地的水文地质条件、周围建筑物的分布情况及地下管线性质及分布范围,根据实际情况设计科学的降水方案与防范措施。如:
①在基坑工程降水中设置竖向止水帷幕,实施坑内降水;
②井点降水应连续运转,尽量避免间歇和反复抽水造成的累加沉降;
③采用井点降水与回灌相结合的技术,在井点降水管井与需保护的建筑、管线间设置回灌井点、回灌砂井或回灌砂沟,持续、不断地用清洁水进行回灌,形成一道水幕,以减少降水曲面向外扩张,防止临近建筑物、管线等基础下土层因释放水而沉降。
5、结论
人为因素引起的地面沉降已在逐渐加剧,地下水的大量抽汲,破坏了地下水的平衡,造成了日益严重的环境地质影响。在防治过程中,需要采取科学合理的技术措施,还需要设计与施工单位给予配合与支持,才能使其得到根本控制。现在很多城市的地下水已经受到了过度的抽汲,所以应根据对各地区的地下水抽汲可能会造成危害程度的预测评估,并考虑地下水资源的恢复、补给能力,将地下水开采管理划分为禁采区、限采区和控采区或不同的保护区,进行分区开采。科学而有效的控制地下水的抽汲,对与地下水抽汲有关的工程项目进行合理的设计与施工,才是解决问题的根本办法。
参考文献:
1、张人权,梁杏,靳孟贵,万力等,2011,水文地质学基础。
【关键词】:地下室;渗漏;原因;预防措施
Abstract: With the development of urban construction, more and more high-rise buildings, high-rise building built constantly, underground garages, underground space also will be increased. However, due to the design, construction, materials and other reasons, basement leakage problems are quite common, as one of the quality defects, basement leakage will reduce the use of durability, affecting normal use, it is worth the high degree of attention.
Key words: basement; leakage; reason; preventive measures
中图分类号:TU9文献标识码:A文章编号:2095-2104(2012)
前言
随着城市化进程的加快,高层建筑日益增多,并且不断要向地下空间发展的观念,地下室既是功能建筑,又是整个建筑的结构基础,既要满足使用功能要求,又要保证整个建筑基础结构的耐久性,因而地下室防水工程显得相当重要,所以分析地下室渗漏水原因,及预防渗水是很有必要的。
1地下室出现渗漏(水)的状况
地下室漏水一般都是以局部漏水形式出现,地下室所处的地理环境不同,设计及施工不同,其漏水部位和形式也是不同,呈现出多种多样的形式。
1.1渗漏水部位
地下室局部漏水通常出现在地下室外墙及顶板部分,且面积较小,一般只有几平方米,按面积计算不足地下室的外墙面积的千分一之一,但地下室渗水对地下室的使用功能、耐久功能的危害很大,漏水部位大多数产生在底板,或底板最深的坑,少数发生在地下室外墙壁的中下部,极少数发生在地下室的顶板。
1.2 渗漏水形式
漏水的形式与地质、结构、季节有关,主要表现在以下几种状况:
1)涌水:当地下水压力较大,渗水的水流加大,渗水就会不断地往上涌。
2)潜流:地下室的漏水会沿着建筑结构混凝土的裂缝,流出如同一条潜流。3)渗漏:地下室的漏水是在结构混凝土的某一表面多处渗透出来。
4)波动漏渗:受地下室压力的波动影响,有的时候会漏或渗,有的时间漏渗却消失。
2 地下室渗漏(水)原因分析
根据当前的施工状况,影响地下室渗漏(水)主要有两大因素,一是设计问题,二是施工问题。
2.1 设计原因
2.1.1 防水工程的细部做法不明确
当前设计对防水工程,基本只规定使用何种防水材料及确定防水等级,在施工蓝图上较少明确节点做法和细部大样(参照标准图集)。这使得无法从根源上去规范防水工程的做法。
2.1.2 伸缩缝的间距过大
《混凝土结构设计规范》(GBJ50010—2002)规定现浇钢筋混凝土墙板伸缩缝的最大间距为20m(露天)~30m(室内或土中),超过此规定必须采取构造处理措施。但实际工程中墙、板长度还有超过此规定的现象,而地下室墙、板的水平钢筋仍按构造配置,没有进行收缩变形计算,因而,极易产生收缩裂缝。
2.2 施工原因
2.2.1 施工单位意识上不够重视
施工单位,特别是总包单位承接工程后,只是按规定找一个有资质的防水施工单位进行分包施工,而对于工程前期如何进行图纸会审,根据工程的具体情况(包括施工环境气候的情况,作业条件,地下水位的高低以及地下水有无侵蚀作用等)进行材料的认定和施工方案的编审等,主要技术环节没有像主体工程施工时那样引起重视,而施工中又很少去跟踪检查、旁站监督,故许多细部处理欠妥,导致工程完工就出现问题,严重的直接影响使用。
2.2.2 地下室结构的刚性自防水局部失效
结构混凝土刚性自防水局部失效的原因:1)结构混凝土的局部施工浇筑质量缺陷造成通道。2)由于地基沉降不均引起的结构局部缺陷。如沉降不均引起的底板的开裂或沉降不均产生的墙体受力改变产生的开裂,这些开裂形成的穿水通道。3)在地下水的浮力作用下产生的结构变形增大而开裂。4)地下室施工过程排水措施不当。地下水降水深度不足,结构混凝土成型的初期地下水过早地浸入结构混凝土造成局部结构自防水的失效。
2.2.3 柔性防水层局部破坏的原因
1)使用不符合设计及施工规范要求的防水材料,同时,在施工过程中偷工减料,防水层厚度达不到设计要求,另外,施工工艺不规范,影响防水效果。
2)由于地下水的作用,导致局部柔性防水层破坏,使形成整体柔性防水层的破坏水穿透防水层。
3)由于在地下室混凝土振捣过程中,操作马虎,振捣不密实而导致的蜂窝,使得柔性防水层容易穿孔破坏,
4)立面外防外贴法柔性防水保护层的损坏或变形引起防水层的局部损坏。
2.2.4建筑构造不当引起的漏水原因
1)在设备安装穿过地下室结构时,通常都会提前预埋套管,并在预埋套管处设置止水环,使得套管与结构混凝土之间紧密连接,但防水层与套管的细部施工工艺不符合要求,使设备管与套管之间容易产生漏水通道,主要是柔性防水层与套管结合不合理,或设备管道与套管之间不严密产生穿水通道,这样就会出现渗水现象。
2)在建筑后浇带施工缝和沉降缝部位构造不当,用料不符合设计及施工规范要求,另外在施工过程中很少去跟踪检查、旁站监督,质量把控不严格,使得后浇带施工缝和沉降缝漏水
3 地下室渗漏(水)的预防措施
3.1 地下防水工程操作原则
影响工程防水因素主要是设计及施工原因造成的。因此,地下防水工程操作的原则:地下室渗漏(水)的预防措施应以防为主,以混凝土结构自身防水为主要方面,此工序简单,造价较低,应尽量发挥混凝土本身的自防水性能。再如高层建筑地下室防水,基本采用三道设防,即混凝土结构防水(自防)+外包柔性防水层+灰土辅助防水层,这都属于结构自防水是抗渗漏的关键。此外,目前实际工程中比较通用的作法是:在工程围护结构的迎水面上粘贴防水卷材或涂刷涂料防水层,再施工保护层,做好回填土和地面防水,达到多道设防。以及在设计时,施工缝、变形逢、后浇带、预埋螺栓、预埋铁件、穿墙套管等也应做相应的防水细部处理,都是不可忽略的。
3.2 针对材料、设计及施工中出现的地下室渗漏(水)的预防措施
3.2.1 地下室渗漏(水)的材料预防措施
选择优质符合规范标准、规格的防水材料。对各种各样的防水材料进行深入细致地做调查研究工作,按规范规定的性能指标确定好为真实可靠的材料后才能入选。
3.2.2 地下室渗漏(水)的设计预防措施
设计图纸是施工的依据,设计的好坏直接关系到地下室防水效果的优劣,设计时要注意主体结构的自防水性能及后浇带、变形缝的位置,应该由结构专业设计;主体附加防水及节点防水要由建筑专业设计,并且设计人员在设计前必须确保一定要深入现场,了解现场情况,在施工图设计中,对细部大样的设计给出明确的做法。
3.2.3 地下室渗漏(水)的施工预防措施
在施工上,因为施工的原因或者是因为不根据图纸施工、管理不当,都会造成地下室渗漏(水)。
1)在施工中,应在地下室在底板放大脚防水层与墙面防水层的交接处做一层加强层卷材,使结构的沉降时不致使对防水卷材产生拉裂等破坏的现象。而地下室未回填或回填过程中防水层被局部遭受破坏从而影响外防水的效果,应采取加强产品保护,施工前制定保护措施,并认真落实到位。其次在回填土前要组织全面细致的检查,处理好以后做完保护层再行回填土。
2)在管理和操作方面,首先要对粗细骨料级配,这是保证砼密实度的重要条件之一,必须严格按配比的颗粒级配要求实施。使用科学先进的配合比,是砼抗渗能力的重要保证,试配后再实施,有条件的尽可能掺入一定比例的一级粉煤灰,增加砼的密实度,提高砼抗渗能力。
3)重视结合混凝土的物理性能特点进行抗渗漏和注意养护过程的操作。例如在低温施工的地下室,砼墙不能过早拆除,如确实需要早拆,必须及时采取复盖措施等。
4 结束语
地下室渗漏的原因是由多种因素组成的,只要其中一个环节出现问题就可能渗漏,因此在实际的施工过程中,要求严格按照规范及施工图纸执行,加强施工管理,精心组织施工,控制材料质量、设计细部处理及施工工艺的系统工程,从设计和施工以及材料质量控制等方面加以重视,不断探索,不断改进,从而提高工程质量。
参考文献:
[1]叶琳昌,叶筠.建筑物渗漏水原因与防治措施[M].北京:中国建筑工业出版社,2008.
[2]钟咏琴,地下室渗漏的原因及防治[J].山西建筑,2007(8):159-160.
【关键词】建筑工程;地下防水;质量控制
一、地下防水施工中的原因分析
地下防水工程的施工中都应该遵循那种“防、排、截、堵相结合,因地制宜,综合治理”的原则。不仅需要控制施工前的质量控制措施性建设,还需要对材料的质量检验进行分析,最终在选材的推广上来使用高聚物改性沥青的防水卷材,合成那种高分子的防水卷材以及高分的防水涂料,UEA补偿收缩防水混凝土等新材料、新技术。在施工过程中主要是采用那种混凝土掺加外加剂的施工工艺的控制手段,以此来提高防水工程的施工质量。
1.成品保护不善
虽然在施工前准备的施工材料得到了很好的控制,对于已经完工的防水工程的综合性控制不仅需要调整整体性能的质量控制措施分析,还需要对成品的保管工作,但在施工中由于成品的保管不善,导致了材料的破坏,在防水材料使用过程中发生渗漏情况。
2.混凝土保护层厚度不够
混凝土的保护层按照总体的规范要求进行相应的分析,由于在施工过程中常常会出现保护层的厚度问题造成的裂缝,这也是在不重视裂缝的构造纹理造成的后期工工程的裂缝问题。在混凝土的主体结构控制中,对于变形裂缝、施工缝、后浇带以及预留接口的部分都需要进行一定的质量控制措施,若是地下的堵漏混凝土的质量控制分析进行相应的对比性调控,从总体上来改善一定的混凝土配合比的质量调配工作,特别是水灰比的控制措施不当造成的裂缝问题,最终将整体的质量控制措施进行有效地分析,才能改善混凝土的裂缝质量。
二、防水工程的具体层面质量控制
1.建筑工程防水质量控制
我国目前的主要建筑类型为民用建筑与商业建筑,无论是哪一种建筑设施,都涉及到对该建筑设施进行防水处理,因为水处理是建筑工程的一个主要环节,不同的建筑,其侧重点不太相同,对于民用建筑,防水质量要求就比较高,而对于商业建筑其防水要求的控制就想对较低,我们可以从新闻中知道,出现房屋漏水、渗水等负面消息的基本上来源于民用建筑。控制漏水主要从屋面、地下等方面大部位的进行考虑分析。
2.地下防水质量控制
民用地下防水工程的质量管理应该遵循《地下防水技术规范》进行实施,比如说住宅建筑地下工程中导墙以下部分需要进行防水处理,其防水层与建筑的主体结构应该采用建筑空粘法。建筑结构中的底板垫层混凝土一般采用空铺法、点粘法、条粘法和机械固定法,但是为了能够更好的控制地下工程防水,空铺法较为合适,在搭建防水卷材过程应该认真仔细,如果搭建部分没有做好细节处理,粘接的不牢靠,在以后往往会出现地下渗水现象。地下防水卷材应该严格把关,在搭建过程中,其长短边的搭建应该控制在90mm~100mm之间,为了防止出现空鼓现象,其防水卷材的封边过程需要排空渗入的空气,封边位置需要挤出热熔沥青。
地下工程中底板的防水的施工过程首先是利用防水导墙将卷材引导到高度为1m左右的位置,在引导过程中,防水导墙的堆砌应该采用240mm的实心砖进行建筑,其高度应该控制在900mm。处于导墙顶部并且靠近结构墙面阳角部位的防水卷材容易遭到混凝土浇灌破坏以及支模破坏,所以在这部分防水卷材的搭建后,需要在其上面搭建两片空砖,做好防护措施,当底板和地下室外墙面施工完成后,应当及时去掉这两片空砖。内部细节处理完成后,才应该进行室外大面积防水卷材铺设作业。
地下工程墙面部分的防水作业处理,地下墙面的防水控制应该注重墙面与防水卷材的粘度控制,在墙面防水卷材的施工过程中,应该采用满粘贴方式,这样可以有效的防止在粘贴完卷材后,由于其内部有空气空隙的存在而导致卷材脱落或者是渗水现象。
3.屋面质量防水控制
建筑屋面可采用正置式、倒置式进行防水,以下主要对倒置式防水进行分析,对防水施工过程中的质量控制措施进行分析。
(1)找平层分格缝的防水处理。屋面找平层容易开裂,为了对其进行防止,需要将分格缝设置在找平层上,因此,将一层200mm宽的防水卷材铺在分格缝上,继而作为防水层。
(2)对水落口防水施工控制。为了防止遇到暴雨时产生倒水现象,因此,先用密封材料将水落口与竖管承插口的连接处进行嵌填密实。水落口可以分为直落式和墙排式,但是无论是哪种形式都应在周围500mm内做防水附加层。
(3)出屋面金属管道防水收口处理。此处理主要采用40×3扁钢箍包紧防水卷后,再用螺丝拧紧。在施工过程中,应该把对金属管箍与防水卷材的牢固程度进行重点检查。
(4)屋面的一些墙收头防水施工控制。一些墙与屋面防水搭接方法进行处理。
(5)屋面的某些部位墙压预防水施工控制。在屋面某些部分墙位置进行外墙保温时,很容易产生裂缝,如果处理不好此裂缝,那么就会导致水流至墙体内部,从而使得墙体或者窗口渗水。因此,需要进行压顶,在这些部位墙体上进行,等到完成压顶。
4.卫生间的防水
在民用建筑中,卫生间的门口应该是防水渗漏的重点部位。然而在进行放水的时候我们需要做以下几点:
(1)在卫生间的门槛部位设置混凝土门槛,其高度一般控制在75mm左右,其宽度与墙面宽度保持一致,为了协同地暖管,应该在其上设置两个适当的凹槽,以供其地暖使用。
(2)在施工过程中应该门槛部分的防水施工应该先做好阴角与凹槽处圆角,完成后需要在其表面粉刷防水涂料。
(3)卫生间门槛完成后,将防水搭接至门槛上,使其形成闭合的防水层。除此之外还应该处理好卫生间内出地面管道的防水措施处理,一般的做法是在涂刷完毕的防水管道上做加强处理,首先在做好防水一级处理的管道上铺设帆布,防止管道破裂,然后进行一些有关处理。
三、结语
对于建筑物,防水的一些有关问题,及解决方法。是我们在日常生活中经常见到的,以及发生现象较为严重的问题。因此我们必须高度重视,提高警惕。做好防范措施,加强对建筑物防水问题的有效控制。为我们的生活提供良好的空间。
参考文献
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